Dispositivo portátil no invasivo mide biomarcadores de salud en el sudor con impresión 3D
MadridCientíficos de la Universidad Estatal de Washington (WSU) han diseñado un dispositivo portátil que analiza importantes sustancias químicas en el sudor durante el ejercicio. Fabricado mediante impresión 3D, este dispositivo puede monitorear la salud y ayudar en el diagnóstico de enfermedades como diabetes, gota, afecciones renales y cardíacas.
Para su investigación, los científicos se centraron en los siguientes biomarcadores clave:
- Niveles de glucosa: Utilizados para monitorear la diabetes
- Niveles de lactato: Indican la intensidad del ejercicio
- Niveles de ácido úrico: Señalan el riesgo de gota, enfermedad renal y cardíaca
El monitor de salud utiliza la impresión 3D para fabricar el dispositivo en una sola etapa. Combina catalizadores de un solo átomo y enzimas para medir biomarcadores de baja concentración con precisión. El dispositivo cuenta con tres sensores que cambian de color para indicar los niveles de ciertos químicos.
El sudor contiene importantes sustancias químicas que revelan la salud de una persona. Recoger sudor es fácil y no requiere agujas, a diferencia de extraer sangre. Sin embargo, medir estos pequeños compuestos en el sudor resulta complicado. Otros sensores de sudor ya existen, pero son complejos, necesitan herramientas especiales y son difíciles de fabricar. El equipo de WSU utilizó catalizadores de un solo átomo para mejorar y aumentar la precisión de su sensor.
Los científicos desarrollaron un dispositivo con pequeños conductos que pueden medir la tasa de sudoración y los niveles de biomarcadores. La impresión 3D ayuda a hacer que estos conductos sean estables por sí mismos, evitando que otros factores afecten las mediciones. Esto da como resultado datos más precisos y claros.
Los monitores probados en voluntarios mostraron lecturas precisas comparables a los resultados de laboratorio. Los voluntarios llevaron los monitores en sus brazos mientras se ejercitaban y los encontraron cómodos. Los investigadores ahora están mejorando el diseño del dispositivo y verificando su precisión.
El equipo tiene como objetivo vender su tecnología. La Oficina de Comercialización de WSU ha solicitado una patente provisional para proteger la propiedad intelectual. La investigación fue financiada por la National Science Foundation, los Centros para el Control y la Prevención de Enfermedades y fondos iniciales.
Chuchu Chen, estudiante de doctorado en WSU y autor principal del estudio, señaló que la diabetes es un problema importante a nivel mundial. Chen quiso investigar cómo la impresión 3D podría ser utilizada en el ámbito de la salud, especialmente para la detección de enfermedades.
El dispositivo mide glucosa, lactato y ácido úrico, y puede ajustarse para detectar más biomarcadores. Kaiyan Qiu, profesor en WSU, y Annie Du, investigadora, lideraron el estudio. Están trabajando para hacer el dispositivo más efectivo y fácil de usar.
Este dispositivo es único porque emplea impresión 3D y reacciones catalíticas de átomos individuales. Ofrece una forma sencilla y confiable de monitorear la salud sin métodos invasivos. Con más avances, esta tecnología podría volverse común para chequeos de salud regulares.
El estudio se publica aquí:
http://dx.doi.org/10.1021/acssensors.4c00528y su cita oficial - incluidos autores y revista - es
Chuchu Chen, Yonghao Fu, Sonja S. Sparks, Zhaoyuan Lyu, Arijit Pradhan, Shichao Ding, Narasimha Boddeti, Yun Liu, Yuehe Lin, Dan Du, Kaiyan Qiu. 3D-Printed Flexible Microfluidic Health Monitor for In Situ Sweat Analysis and Biomarker Detection. ACS Sensors, 2024; DOI: 10.1021/acssensors.4c00528
Compartir este artículo